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韓國科學技術院(KAIST)日前宣布，其研究團隊成功開發一項新技術，能夠精確“編輯”某些藥物分子中的單個關鍵原子。這一突破將使得調整藥物分子的有效性更加容易和迅速，有望提高新藥研發效率。相關研究論文已于近期發表在美國《科學》雜志上。

許多藥物分子雖然結構復雜，但其療效往往取決于分子中的單個關鍵原子。例如，氧原子和氮原子在增強抗病毒性能方面起著重要作用。通過引入特定的原子，藥物的效力可能會發生顯著變化，這種現象被稱為單原子效應。

然而，要評估和利用單原子效應面臨巨大挑戰。傳統方法需經過多步合成反應，過程繁瑣且成本高昂。這是因為藥物有效成分通常是雜環化合物(含氧或氮的環狀結構有機物)，分子結構穩定，選擇性地替換單個原子非常困難。

韓國研究團隊通過引入一種利用光能的光催化劑克服了這一挑戰。他們開發了一種充當“分子剪刀”的光催化劑，可以自由切割和連接常見的五元環狀結構，單步轉化復雜分子。

研究人員在室溫和大氣壓條件下，通過光催化劑直接將呋喃(含單個氧原子的五元雜環)中的氧原子替換為氮原子，以生成吡咯(含單個氮原子的五元雜環)，而吡咯在藥物中廣泛使用。此前要將呋喃轉化為吡咯，通常是通過高溫熱解或高能紫外線照射來克服呋喃的穩定性，前者需要超過400攝氏度的高溫，后者的吡咯生產效率較低。

研究人員表示，這項新技術利用光能取代苛刻的轉化條件，具有很高的通用性。即使應用于復雜的天然化合物或藥物分子，該技術也能實現選擇性“編輯”。這為制藥領域的核心課題——篩選候選新藥打開新的大門。